miércoles, 11 de junio de 2008

La profundidad de campo (Artículo)


Hoy trataré de explicar el concepto de la profundidad de campo en profundidad (valga la redundancia), se trata de un tema bastante espeso por lo que es recomendable leer este artículo en "pequeñas dosis" o se corre el riesgo de entrar en estado letárgico en un corto espacio de tiempo (se prohíbe el manejo y/o conducción de vehículos tras la lectura de este artículo).


La profundidad de campo es la zona por delante y por detrás del sujeto que aparece aceptablemente nítida, de manera que en la reproducción fotográfica los sujetos fotografiados que se encuentren dentro de esa zona aparecerán también nítidos o enfocados.

Al enfocar con una cámara podemos observar que a medida que se acciona el mecanismo de enfoque, el sujeto que se está enfocando se ve cada vez más nítido hasta que se llega a un punto óptimo. Lo que queda delante y detrás de ese punto óptimo aparecerá, en mayor o menor medida, desenfocado.

Si nuestra cámara posee un botón para previsualizar la profundidad de campo a través del visor, podemos ver como a medida que se cierra el diafragma el rango de enfoque nítido va aumentando (y la imagen también se va oscureciendo, son las limitaciones de la física).

A ese rango de distancias en que los objetos se encuentran nítidos en la imagen (están a foco) se le denomina “profundidad de campo” y aumenta al cerrar el diafragma.

¿Por qué se producen estos efectos sobre la zona nítida en la imagen al abrir o cerrar el diafragma?

La imagen que incide sobre el plano focal idealmente está constituida por infinitos puntos y a cada punto del sujeto fotografiado, le corresponde un punto en la imagen.

En la práctica, estos puntos son manchas de luz de distintos tamaños que determinan la nitidez de una zona de la imagen (que es la que está a foco). Así los puntos del objeto enfocado serán puntos muy pequeños en la imagen formada, mientras que los puntos de la zona fuera de foco serán mayores en la imagen sobre el plano focal.

Como podemos observar en el siguiente esquema, los rayos de luz provenientes de K (K está a foco), inciden puntualmente sobre el plano focal formando una imagen nítida, mientras que los rayos de luz provinentes de J o L convergen detrás o delante del plano focal respectivamente y ya no forman un punto sino una mancha de dimensiones mayores a las manchas puntuales de la zona que sí está a foco.

Por tanto, cuanto menor es el tamaño de las manchas de luz que se forman en el plano focal, más nítida será la imagen formada.

Alrededor del plano de enfoque habrá una zona (con una extensión que varía en función de diversas variables que luego comentaremos) donde las manchas de luz tienen un tamaño menor al que el ojo puede distinguir que es donde se extiende la zona de nitidez.

La mancha de menor tamaño que el ojo es capaz de distinguir es lo que se denomina como Círculo de Confusión.

Aunque a la hora de calcular los valores para el círculo de confusión (CC) se debería tener en cuenta la ampliación final del fotograma, hay una serie de valores estándar para diversos formatos:


Límite cercano y límite lejano

Puede decirse que la profundidad de campo se extiende desde un límite cercano hasta un límite lejano de agudeza aceptable.

Los límites cercano y lejano pueden calcularse mediante las siguientes fórmulas:



Donde PC es el límite cercano o lejano de la profundidad de campo, D es la distancia de enfoque, C es el círculo de confusión, f el diafragma y df la distancia focal.

Un ejercicio para que veáis por donde va la cosa:

Tenemos un objetivo con una distancia focal (df) de 135 mm y un diafragma (f) 5.6, si enfocamos un sujeto a 7 metros, ¿en qué rango se extenderá la profundidad de campo, teniendo en cuenta que usamos una cámara con un formato de 24X35 mm?



Por lo que la profundidad de campo se extenderá en un rango desde 6,54 m hasta 7,53 m, pudiendo decirse que todo cuanto esté comprendido entre esas dos distancias respecto al plano focal, se plasmará sobre el fotograma con una nitidez aceptable.

Más usos de la profundidad de campo: La distancia hiperfocal

Como para cada apertura de diafragma existe un rango de definición aceptable, tanto por delante como por detrás del plano enfocado, esto es lo que conforma la profundidad de campo.

Los objetos que se sitúen dentro del rango se tendrán una nitidez aceptable. En el caso de que incrementemos la distancia enfocada, llegará un momento en que el límite posterior de la profundidad de campo (que se extiende por detrás de la distancia enfocada) se extenderá hasta el infinito. Esa distancia de enfoque es la llamada Distancia Hiperfocal.

La distancia hiperfocal permite una profundidad de campo que se extiende desde la mitad de la misma distancia enfocada hasta el infinito.

La distancia hiperfocal es variable en función del diafragma y de la distancia focal, como luego veremos. Suele usarse para fotografía de paisajes o de acción donde puede resultar difícil hacer un enfoque perfecto durante el corto intervalo de tiempo que dure la actividad que queremos fotografiar.

H=df2/C·f


Donde:

H = distancia hiperfocal

df = distancia focal

C = círculo de confusión

f = diafragma

Ejemplo: Con una cámara de 35 mm, queremos fotografiar un paisaje con un objetivo de 28 mm a f:16 para conseguir una profundidad de campo bastante grande. Para que esta profundidad de campo no se extienda por detrás del infinito, procedemos a calcular la distancia hiperfocal:

H=282/33·16

El resultado de esta operación es H = 1,48, lo que significa que para maximizar la profundidad de campo, deberemos llevar el anillo de enfoque a 1,48 metros.

Apreciaciones acerca de la Profundidad de Campo

Muchos fotógrafos piensan que se puede incrementar la profundidad de campo utilizando un objetivo de distancia focal mas corta, pero esto solo es correcto si de mantiene la misma distancia de enfoque. Solo en ese caso se incrementa la profundidad de campo.

Dos factores importantes para determinar la profundidad de campo son la apertura del diafragma y la magnificación.

La profundidad de campo se aumenta a medida que se cierra el diafragma, y disminuye al abrirlo.

Por otro lado cuando se incrementa la magnificación, disminuye la profundidad de campo, bien por incrementar la distancia focal del objetivo o por acercarse al sujeto.

Para una misma magnificación e idéntico diafragma, todas los objetivos presentan la misma profundidad de campo, aunque sus longitudes focales sean muy diferentes.


Es decir, una fotografía con una magnificación de 1:3 tomada con un objetivo de 180 mm a f:8 tendrá la misma profundidad de campo que otra fotografía, también con una magnificación de 1:3, realizada con un objetivo de 60 mm a f:8. Con el objetivo de 180 mm la distancia de enfoque será mayor que en el objetivo de 60 mm para obtener la misma magnificación.

La profundidad de campo se incrementa al utilizar un objetivo de distancia focal mas corta tan sólo si se mantiene la misma distancia de enfoque (pero en ese caso, la magnificación sería menor).

La profundidad de campo en macrofotografía

Las fórmulas que hemos visto se aplican a sujetos relativamente alejados del plano focal de la cámara al menos 9-10 veces la distancia focal del objetivo.

En el campo de la macrofotografía hay algunos cambios importantes en la percepción de la profundidad de campo, ya que la distancia de enfoque y la distancia focal del objetivo dejan de tener efecto sobre la profundidad de campo. Los únicos factores que influyen serán la apertura y la magnificación que estemos usando.

Por otro lado la profundidad de campo en macrofotografía es tan escasa que el enfoque es realmente crítico.

La fórmula para calcular la profundidad de campo en macrofotografía es la siguiente:

Siendo:

f = distancia focal

C= círculo de confusión

M = magnificación

Con esta formula podremos averiguar la profundidad de campo tanto delante como detrás (puesto que se extiende en igual medida) del sujeto a foco.

Para conocer el valor de la profundidad de campo total deberemos multiplicar el resultado por 2.

Uso de lentes de aproximación:

En este caso, también debe corregirse la apertura, ya que el número f cambia al variar la distancia focal del conjunto óptico.

Por ello deberemos calcular el diafragma corregido, haciendo uso de la siguiente fórmula:


Donde fn es el diafragma corregido, dl es la distancia focal de la lente de aproximación, f es el diafragma que figura en el objetivo y df es la distancia focal del objetivo.

Para calcular la distancia focal de una lente de aproximación se ha de dividir 1000 por las dioptrías de la lente y para calcular las dioptrías de un objetivo debemos dividir 1000 por su distancia focal.

Aquí finaliza este artículo, espero que saquéis provecho de él, aunque sea para inducir el sueño.

lunes, 9 de junio de 2008

Fuegos artificiales

La fotografía de fuegos artificiales puede hacerse de la misma forma que la fotografía de tormentas pero con la gran ventaja de que en este caso sí sabemos hacia donde debemos encuadrar.

Es recomendable usar películas lentas de poco grano, o un ISO bajo en cámaras digitales, dado que la intensidad luminosa de los fuegos es más que suficiente para plasmarse en el sensor o película.

En cámaras de película, la exposición ha de calcularse a ojo, pero en cámaras digitales puede calcularse la exposición correcta tratando de derechear el histograma (y siempre disparando en RAW)... esto ya lo explicaré en uno de los artículos que estoy preparando.


Equipo:
Cámara: Yashica FX3
Objetivo: Yashica 28 mm f:2.8

Otros datos:
Diapositiva: Fuji Velvia 50 ASA
Tiempo de exposición: unos 40 s
Diafragma: f:11
Longitud focal: 28 mm

viernes, 6 de junio de 2008

Jugando con la profundidad de campo

La profundidad de campo es un tema sobre el que pienso escribir un artículo más adelante, de momento os dejo esta foto en la que el enfoque selectivo, junto con la escasa profundidad de campo realzan al motivo principal sin que el fondo cause distracción.

Esta foto se tomó en "El carrascar de la Font Roja", un paraje natural cercano a Alcoy (Alicante).


Equipo:
Cámara: Nikon F65
Objetivo: Nikon 28-80 G f:3.5-5.6

Otros datos:
Diapositiva: Fuji Sensia 400 ASA
Tiempo de exposición: --
Diafragma: f:5.6
Longitud focal: 80 mm

miércoles, 4 de junio de 2008

Tormenta en el mar

Tuve que realizar varias tomas hasta dar con una imagen en la que quedaran unos rayos medianamente aceptables. Puse la cámara en un trípode y como la tormenta estaba bastante lejos, usé un objetivo zoom 70-300 a 70 mm f:4.

En este tipo de fotos el obturador se mantiene abierto hasta que se produce una o más descargas y quedan impresionadas en la película.

Uno de los problemas es que no sabemos exactamente donde van a caer los rayos, esto es puro azar y se ha de tener la suerte de que caigan dentro del encuadre, otro problema es no quemar la imagen con una sobreexposición, para evitar esto, cuando se abre el obturador pongo una cartulina negra delante del objetivo, lo que bloquea la entrada de luz y luego quito la cartulina rápidamente cuando veo caer el rayo (hay que estar atento y ser rápido, pero con un poco de práctica se consigue la mayoría de las veces). Así también se puede impresionar más de una descarga en la misma toma, quedando una escena más espectacular.

Os pongo esta foto, que aunque no es muy espectacular puede servir como ejemplo, por mi parte seguiré esperando nuevas tormentas a ver si puedo hacer algo mejor (con mucha precaución, por supuesto).



Equipo:
Cámara: Nikon F65
Objetivo: Nikon 70-300 G f:4-5.6

Otros datos:
Diapositiva: Fuji Provia 100 ASA
Tiempo de exposición: alrededor de 2 minutos
Diafragma: f:4
Longitud focal: 70 mm

martes, 3 de junio de 2008

Luces de procesión

Con esta imagen tomada desde un balcón pretendí plasmar únicamente el rastro de luces de los cirios en movimiento, pero la lentitud de la procesión hizo que también se plasmaran los portadores de esos cirios, a forma de "fantasmas errantes".

Para conseguir el efecto difuso simplemente usé un tiempo de exposición de unos 6 segundos usando un cable disparador mecánico, con lo que todo cuanto estaba en movimiento quedó difuminado y los rastros de luces claramente definidos.

Tras este experimento, tengo la intención de repetir esta toma en mejores condiciones (cuanto me sea posible, que ya llevo años y no hay manera), ahora que ya sé cual es el resultado que puedo esperar. Trataré de que la siguiente resulte más espectacular.


Equipo:
Cámara: Yashica FX3
Objetivo: Yashica 28 mm f:2.8

Otros datos:
Diapositiva: Agfa RSX II 100 ASA
Tiempo de exposición: 6 s
Diafragma: f:11
Longitud focal: 28 mm

lunes, 2 de junio de 2008

Macro con objetivo invertido

Una fotografía de "estudio casero", de mis pruebas con el macro para pobres.
Desconozco de que especie se trata pero puedo deciros que mide unos 5 mm de diámetro y se encuentra en mi tierra con facilidad.

Para realizar esta toma, utilicé un viejo objetivo Yashica de 28 mm completamente normal (no es un objetivo macro) pero invertido en la cámara mediante un anillo inversor, que se trata de un anillo que por un lado se adapta a la montura de la cámara y por el otro lado lleva una rosca torneada donde puede enroscarse el objetivo invertido utilizando la rosca del portafiltros.

Dado que el diseño de la mayoría de los objetivos angulares es de tipo retrofocal, los nodos ópticos del objetivo se encuentran muy cercanos al plano focal y al invertir estos objetivos, los nodos se alejan del plano focal, de la misma forma que lo harían si se agregara una extensión.

De esta forma se consigue un objetivo macro capaz de llegar a relaciones de ampliación mayores que el 1/1, aunque por desgracia son muy difíciles de manejar ya que el enfoque es crítico, al ser la profundidad de campo extremadamente reducida.

Por otra parte, el manejo del diafragma también complica mucho la toma, ya que es conveniente enfocar con el diafragma a su máxima apertura y luego cerrarlo (recordemos que en este caso no hay automatismos) manualmente para hacer la fotografía. Pero no acaba aquí la cosa, aún nos queda determinar la exposición correcta... por suerte, la luminosidad efectiva de un objetivo no cambia al invertirlo, pero recordemos que el anillo inversor añade inevitablemente una extensión de unos 4-5 mm (que si afecta a la luminosidad efectiva), por lo que expuse la toma +1/3 ev sobre el valor fotométrico.

Sobre la iluminación, a falta de nada mejor, usé dos lámparas de filamento de tungsteno (por ello la dominante rojiza), una ubicada lateralmente y otra de forma lateral-frontal para tratar de marcar algunas sombras y obtener un aspecto medianamente tridimensional.

Algo muy aconsejable, para quien tenga una cámara que lo permita es levantar el espejo unos segundos antes de realizar la obturación, puesto que así pueden evitarse en parte las vibraciones... mi cámara no lo permite y usé un paquete de arroz (lleno) de 1 KG apoyado directamente sobre el pentaprisma, no es muy ortodoxo pero funciona bien.

Por último, me queda decir que se trata del encuadre original de la diapositiva (24x36 mm) sin recortes y que usé un trípode y un paquete de arroz para evitar vibraciones.


Equipo:
Cámara: Nikon F65
Objetivo: Yashica 28 mm f:2.8

Otros datos:
Diapositiva: Fuji Provia 100 ASA
Tiempo de exposición: 1/8 s
Diafragma: f:11
Longitud focal: 28 mm (invertido)

domingo, 1 de junio de 2008

El número f (Artículo)

Hoy no voy a poner una fotografía ya que voy a tratar de explicar el porqué de unos endiablados números que a todos cuantos empezamos a conocerlos nos dieron algún que otro dolor de cabeza.

Como muchos sabréis y otros lo estaréis aprendiendo, el número f se refiere a la apertura de un objetivo, que está relacionada con la cantidad de luz que deja pasar para impresionar la imagen sobre el material fotosensible (sea el sensor o la película) ubicado en el plano focal.

Los que ya tenéis algo de práctica y ya conocéis estos números, debéis saber que a mayor luminosidad (y precio, porqué no decirlo) del objetivo, menor número f, cosa que en un principio cuesta aceptar para el neófito. Para más inri, no se trata únicamente de números enteros, sino que también tenemos que batallar con algunos números fraccionarios que no parecen llevar una secuencia lógica.

Voy a intentar aclarar un poco la razón por la que se usan estos números para definir la luminosidad de un objetivo y trataré asimismo de hacer algo más comprensible este concepto.

Para empezar, debemos tener en cuenta un par de variables que van a resultar indispensables para la comprensión del resto del artículo:

- La luminosidad de la imagen depende del diámetro de la lente. (Cuanto mayor sea el diámetro de la lente, más luminosa será la imagen proyectada).

- El tamaño de la imagen proyectada por el objetivo está en función directa con la distancia focal de éste. (Con un teleobjetivo, las cosas se ven más grandes que con un gran angular, para una misma distancia de enfoque).

Vale, esto es fácil de comprender, pero… ¿Porqué un gran angular de pequeño diámetro puede tener una luminosidad relativamente grande y a su vez, un teleobjetivo del mismo diámetro tiene una luminosidad muy inferior?

Para empezar y como ya hemos comentado antes, la luminosidad de la imagen depende del diámetro de la lente, por lo que la cantidad de luz que dejan pasar a su través ambos objetivos será idealmente la misma (digo idealmente, porque puede variar mínimamente en función de la transmitancia de luz que presenten los elementos de que se compone el objetivo), pero como también hemos dicho antes, el tamaño de la proyección depende directamente de la longitud focal, entonces tenemos que el tamaño de la proyección de un gran angular es muy inferior al tamaño de la proyección de un teleobjetivo.

Es decir, que en el gran angular, toda la energía luminosa se concentra en una área mucho más pequeña que en la imagen proyectada por el teleobjetivo (que dispersa la luz sobre una imagen mucho mayor), siendo el total de la energía equivalente para ambos.

Entonces ¿necesito conocer dos datos a la hora de definir la luminosidad de un objetivo?

Exacto, para definir la luminosidad de un objetivo, tendrás que conocer dos variables, una será la distancia focal (que es relación inversa con la luminosidad) y la otra será la apertura efectiva del objetivo (frecuentemente se usa el diámetro de la pupila) que es relación directa con la luminosidad.

Así podemos definir el número f utilizando la siguiente ecuación:

f = df / d

En la cual df es la distancia focal del objetivo y d es el diámetro de la pupila (que simplificando, es la máxima abertura del diafragma). No debemos olvidarnos de poner ambas variables en las mismas unidades, habitualmente en milímetros.

Una vez vista la teoría voy a poner el ejemplo que uso normalmente cuando me preguntan por este tema:

Imaginemos que deseamos saber el número f de un objetivo de 50 mm cuya pupila de entrada tiene un diámetro de 25 mm, no tenemos más que aplicar la fórmula anteriormente citada para obtener el número f que corresponde, que en este caso será f:2.

50 / 25 = f:2

Suelo poner este ejemplo porque muchos fotógrafos que hemos manejado las antiguas reflex completamente manuales tuvimos un objetivo de 50 mm con una abertura alrededor de f:2 (aunque los fotógrafos más solventes tenían objetivos con aberturas de f:1.4 ó f:1.2).

Ahora vamos a suponer que el diámetro de la pupila de ese mismo objetivo de 50 mm se ha reducido a la mitad del diámetro inicial, es decir, a 12.5 mm. Esto induce a pensar que la cantidad de luz que llegue al plano focal debe ser exactamente la mitad que en el primer caso y sin embargo, aplicando la ecuación encontramos que el número f resultante es f:4.

Sí, eso es muy bonito, pero sigo sin entender porqué los números de abertura van “al revés”.

Voy a remitiros a los ejemplos anteriores, en los que que al principio teníamos un objetivo de 50 mm con una pupila de entrada de 25 mm, que es la mitad de 50 mm (1/2), y luego teníamos un objetivo con una pupila de 12,5mm que es la cuarta parte de 50 mm (1/4), por este motivo, al aumentar el número f, la abertura es menor.

El número f es en realidad el denominador de una fracción. Ahora voy a poner la escala de números f de la manera más correcta, aunque en desuso:

1 – 1/1.4 – 1/2 - 1/2.8 - 1/4 – 1/5.6 – 1/8 – 1/11 – 1/16 – 1/22...

Otro pequeño ejercicio:

Ahora que sabemos hallar el número f, vamos a tratar de descubrir el porqué un objetivo de 300 mm f:2 tiene un diámetro tan extremadamente grande:

Primero despejamos la ecuación para hallar el diámetro:

d = df / f

y sustituimos df y f en la ecuación, obteniendo:

300 / 2 = 150 mm de diámetro

Efectivamente, para conseguir un objetivo de 300 mm con una abertura de f:2, el diámetro de la pupila debe ser de 150 mm, es decir, un diámetro 6 veces mayor que el necesario para conseguir un objetivo de 50 mm f:2 (lo que además encarece al objetivo en desmesura).

Ahora un poco de física:

Sabemos que la cantidad de luz que pasa a través del diafragma está en relación directa con el área de su apertura (a mayor apertura, pasa más luz) y también sabemos que el área a su vez, es directamente proporcional al diámetro de la apertura elevado al cuadrado.

Es por esto que, la intensidad de la luz aumenta o disminuye en proporción a la raíz cuadrada de 2 (1.41421356… para simplificar, cogeremos 1.41).

Y en la práctica, ¿eso sirve para algo?


Por supuesto, imaginad que queremos doblar la cantidad de luz que llega desde un flash hasta el sujeto que estamos fotografiando, para ello deberemos acercar el flash 1.41veces mas cerca del sujeto, no 2 veces como pudiera parecer. De esta misma forma si lo que se desea es reducir la iluminación del sujeto a la mitad, deberemos alejar flash 1.41 veces del sujeto.

Los números f del objetivo funcionan de esta misma manera. Un cambio en la apertura desde un f determinado al siguiente más próximo multiplicará o dividirá entre 2 la cantidad de luz que llega al plano focal.

Con esto tenemos que los números f están íntimamente relacionados con la raíz cuadrada de 2 (1.41), de forma que cada número f, es múltiplo del anterior por la raíz cuadrada de 2:

f:1.0 x 1.41 = f:1.4 (1.41)

f:1.41 x 1.41 = f:2 (1.974)

f:2.0 x 1.41 = f:2.8 (2.82)

f:2.8 x 1.41 = f:4 (3.948)

f:4 x 1.41 = f:5.6 (5.64)

f:5.6 x 1.41 = f:8 (7.896)

f:8.0 x 1.41 = f:11 (11.28)

f:11 x 1.41 = f:16 (15.51)

f:16 x 1.41 = f:22 (22.56)

Los resultados puestos entre paréntesis, son los correctos resultantes de la operación, pero suelen redondearse para simplificar su uso, con lo que la escala de diafragmas aceptada a nivel mundial es la siguiente:

1 – 1.4 – 2 – 2.8 – 4 – 5.6 – 8 – 11 – 16 – 22 – 32 – 45 …

Espero que ahora tengáis un poco más claro el cómo y porqué de estos números.